Экологически чистые окислители — это окислители, выделения которых не оказывают негативного воздействия на окружающую среду.
К основным экологически чистым окислителям относятся:
Экологически чистые окислители используются:
для окислительной модификации, которая проводится с целью получения веществ с определенными структурой и свойствами; для осуществления селективного окисления с целью получения ценных химических реагентов; для глубокого окисления токсичных органических соединений с целью обеспечения безопасности продуктов.
Озон — это химическое вещество, представляющее собой аллотропную модификация кислорода.
Впервые озон был обнаружен голландским ученым Марумом в 1785 году. Сам термин был предложен немецким химиком Шёнбейном в 1840 году. Он же в 1840 году показал способность озона вытеснять йод из иодида калия:
$O_3 + H_2 O + 2KI = O_2 + 2KOH + I$
К основным химическим и физическим свойствам озона относятся:
В природе озон образуется в результате ультрафиолетового облучения воздуха, протекающего в верхних слоях атмосферы Земли. В лабораторных условия его получают в результате химической реакции между пероксидом бария и концентрированной охлажденной серной кислотой:
$3H_2 SO_4 + 3BaO_2 = 3BaSO_4 + O_4 + 3H_2 O$
Озон широко применяется в различных областях. Он используется для стерилизации медицинского оборудования, отбеливания бумаги, очистки масел, очистки воды и воздуха от микроорганизмов, дезинфекции одежды и поверхностей, озонирования раствора. Жидки озон используется, как экологически чистый окислитель в ракетной технике.
В нефтегазовой отрасли озон используется для процесса озонирования. Благодаря озонированию сточные воды предприятия очищаются от сероводорода, нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ, мышьяка, красителей, различных канцерогенов, пестицидов и т.п. Для осуществления озонирования на нефтегазовых предприятиях используются контактные устройства со змеевиковым реактором и барботажные колонны.
Пероксид водорода представляет собой бесцветную жидкость с «металлическим» вкусом, которая является неограниченно растворимой в эфире, спирте и воде. В нефтегазовой отрасли данное вещество используется в гидродинамических и микробиологических методах повышения нефтеотдачи пласта, в качестве источника кислорода. Использование водного раствора пероксида водорода, как источника воздуха имеет несколько преимуществ, по сравнении. С нагнетанием воздуха в скважину.
Во-первых, при использовании пероксида водорода в пласте создаются благоприятные условия, которые способствуют развитию микробиологического процесса при помощи оптимизации содержания растворенного кислорода. Во-вторых, при использовании пероксида водорода отпадает необходимость в применении компрессоров высокого давления, с целью проведения операции по сжатию воздуха. Молекулярный кислород эффективно нейтрализует токсичные соединения, например, такие как сероводород, а также создает подходящие и благоприятные условия для аэробного этапа микробиологического процесса. Помимо всего перечисленного, выделение кислорода в основном происходит внутри пласта, там же, где он и потребляется, что становится причиной снижения кррозионной опасности протекающих процессов. Все это способствует улучшению степени эффективности микробиологического воздействия на продуктивный пласт.
Оптимальная концентрация пероксида водорода для водного раствора находится в диапазоне от 100 до 200 мкг/мл. Когда концентрация пероксида водорода превышает отметку в 300 мкг/мл рост культур замедляется.
Динамика роста количества аэробных микроорганизмов при использовании в качнстве источника кислорода пероксида водорода вычисляется по следующей химической формуле:
$2H_2 O_2 = O_2 + 2H_2 O$
$2(NH_2 )_2 CO • H_2 O_2 = O_2 + 2H_2 O + 2(NH_2 )_2 CO$
Исследования динамики роста числа микроорганизмов (при использовании пероксида водорода) проводили с культурами штамм 202, Pseudomonas aeruginosa, Rhodococcus erythropolis и штамм 367-6. Для выращивания бактерий использовалась среда Раймонда, состоящая из дрожжевого экстракта, хлорида натрия, хлорида аммония, хлористого шестиводного магния, двухводного хлорида кальция, пятиводного сульфата марганца, гидроортофосфата кальция и прочих веществ.